桥梁加固范文10篇

时间:2023-03-18 11:48:49

桥梁加固

桥梁加固范文篇1

随着我国国民经济的日益发展,交通运输量的迅速增长,截止至2000年,我国危桥总长已达2万余延米。若将其拆除重建,不仅要耗费大量资金,而且工期也较长;若有计划、有步骤的对现有旧桥进行加固改造,桥梁加固后,可以延长桥梁的使用寿命,用少量的资金投入,使桥梁能满足交通量的需求,还可以缓和桥梁投资的集中性,为国家带来巨大的经济和社会效益。因此,加固设计必须本着“牢固可靠、简便耐用、经济适用”的基本原则。

2加固方法

加固,简单来说,就是通过一定的措施使构件乃至整个结构的承载能力及其使用性能得到提高,以满足新的要求。旧桥加固方法可综合为以下几类。

2.1结构性加固

体外预应力加固法。体外预应力法的加固原理是在梁的下缘受拉区设置预应力材料,通过张拉对梁体产生偏心预应力,在此偏心压力作用下,使梁体发生上拱,抵消部分自重应力,减小了结构变形和裂缝宽度、改善了结构受力,能够较大幅度的提高结构承载力。目前常用下撑式预应力拉杆加固法和外部预应力钢丝束加固法两种。

在合理安排施工流程的情况下,该方法可最大限度地减少对桥上交通的影响,甚至可以在有限开放交通的情况下组织施工,因此近年来国内工程实例较多。如301国道盘锦立交主线桥和盘锦立交WH匝道桥的加固。但加固后体外预应力筋的防腐问题一定程度上增加了后期养护费用,因此,一般不是公路部门的首选加固方法。

粘贴钢板或碳纤维(CFRP)加固法。粘贴钢板加固法是采用粘结剂和锚栓将钢板粘贴锚固于混凝土结构受拉面或其它薄弱部位,使钢板与加固混凝土结构形成整体,以达到提高结构承载能力的目的。该方法具有基本不改变原结构的尺寸、施工简单、技术可靠、短期加固效果较好且工艺成熟等优点,近些年来在钢筋混凝土桥梁的加固维修中为公路部门广泛采纳,是近几年应用最多的加固方法。如广州东圃大桥加固。

碳纤维加固技术是近几年内才由国外引进的一种新技术,因其强度高,耐腐蚀,且施工简便等优点,目前已广泛应用于实际工程中。如广深高速公路福田互通立交桥加固、107国道(深圳段)洋涌河大桥加固。然而,由于碳纤维本身的一些缺陷,如脆性、耐火性不好等使得这种材料的应用受到限制。

增大截面与配筋加固法。增大截面与配筋加固法一般采用在梁底面或侧面加大尺寸,增配主筋,以提高主梁截面的有效高度,从而达到提高桥梁承载能力的目的。然而,由于增大截面法在施工过程中全部的作业需在梁底进行,施工难度较大且施工质量难以控制,因此,尽管在某些情况下费用并不太大,但以上因素制约了该技术的广泛应用,一般用于T型截面梁的加固维修。如河南南阳桐柏淮河大桥加固。

改变结构受力体系加固法。改变结构受力体系加固法是通过改变桥梁结构受力体系以达到提高结构整体承载能力的目的,是一种变被动为主动的加固方法。这种技术具有提高结构承载力,增大结构刚度,减小挠度等优点。但该加固方法施工改造时一般要涉及到桥面铺装的再处理,增加了改造费用且加固效果受负弯矩区施工质量的影响较大,目前极少单独采用。如2003年湖北鄂州涂家咀连续拱桥(L0=70m)加固、2005年福建蒋乐积善连续拱桥(L0=30m)加固。

此外,结构性加固方法还有增设主梁加固法、锚喷混凝土加固法和增加横向联系加固法等。

2.2非结构性加固

钢纤维混凝土修复桥面铺装层。对桥面铺装层的严重破损,可考虑采用钢纤维混凝土修复。这种材料具有高强度、抗裂能力强,抗冲击耐磨耗等性能,可延长桥面的使用寿命,在不增加桥梁恒载的情况下,改善梁的结构受力性能。

伸缩缝的更新改造。在桥梁维修中,以下几种类型伸缩缝的使用是较成功的。SFP“三防”型伸缩缝在大型桥梁上的应用情况良好;仿毛肋伸缩缝在大、中型桥梁的大量使用,效果明显;TST、FG系列桥梁无缝伸缩缝,在中小行桥梁上也得到广泛使用。

2.3U型高桥台加固

预应力锚索框架法。该加固法采取在U型桥台前墙和两侧墙外加套40厘米的钢筋混凝土,并在两侧墙增设水平预应力索对锚和前墙增设地锚的方案。该方案适用于不能中断交通又无法架设便桥的高桥台病害修复。

锚杆配合钢筋混凝土抱箍法。该加固法采取台腔与桥台基础持力层进行压浆固化,再打入锚杆与槽钢抱箍,最后在U型桥台前墙和两侧墙外加套25厘米的钢筋混凝土,新旧墙体采用锚杆连接形成整体。该方案适用于地基承载力不足,且施工处理不到位,造成桥台前墙下沉。

2.4桥墩加固

桥梁下部结构加固的主要目的是提高桥墩的整体承载能力。如桥墩发生了结构性损伤,可以用外包混凝土、粘贴钢板或碳纤维的方法进行加固。但是对于实体桥墩等横向刚度比较大的结构,其状态变化主要是由地基所引起,此时可重点从回填硬土或者对地基进行注浆等方法提高其约束桥墩的能力,提高桥墩的整体承载能力。抬桩就是通常使用的一种有效的加固方法,即在旧桩的两侧各增设一根桩,并通过植筋扩大承台,共同受力。另一种桩基加固方法是钢筋混凝土套箍。由于下部桩基施工等原因,造成桩基缩径,采用的加固方法是清除桩体虚浮物,通过植筋后,外抱箍微膨胀混凝土。

目前,在很多桥梁加固改造中,同一座桥梁,针对不同的部位、不同的构件、不同的改造原因同时采用了几种不同的方法。如宜宾马鸣溪金沙江大桥的加固,采用了增加构件加固法、粘贴钢板加固法、碳纤维加固法、桥面层补强加固法;西藏尼木大桥的加固,采用了粘贴钢板加固法、碳纤维加固法、桥面层补强加固法;绍兴斗门大桥的加固,采用了增加构件加固法、桥面层补强加固法等等。

3加固方案选择

加固方案与诸多因素有关,常考虑的主要因素:3.1桥梁结构型式;3.2桥位地形、水文、自然状况;3.3桥梁现状分析研究结论;3.4施工技术水平;3.5能否封闭交通;3.6预期加固效果;3.7资金投入量等。

合理的加固方案是将上述加固方法优化组合,体现出加固效果及经济效益。应注意以下两点:不同的加固方法有对应的设计计算方法;加固后的桥梁结构承载能力提高幅度受原结构的制约,如原结构配筋率、截面尺寸等,不可能无限制地提高承载能力;

4加固效果评价

桥梁加固应在不断总结经验和技术进步的基础上形成专门规范,同时要重视对加固后的桥梁进行检测和观察,以确定加固的效果。桥梁加固后的上部结构通常是用静载或动载试验,将试验结果与加固设计的计算结果进行对比,来判断桥梁加固成功与否。但对下部结构而言,不方便进行荷载试验,通过其频率变化来定量评估桥墩的加固效果。

桥梁的加固维修技术是最近兴起的一门新技术,为了指导桥梁加固技术的应用,需提出一整套完整的实用性公路桥梁检测、评定与加固成套的技术规范,为我国公路危旧桥的改造提供技术支持,确保危旧桥的改造工作科学合理、经济安全,使得桥梁加固做到“有法可依”。

参考文献

[1]《混凝土结构加固技术规范》(CECS25:90)中国计划出版社,1992.

桥梁加固范文篇2

关键词:桥梁承载;加固设计;能力检测;评定技术

1桥梁承载能力系数的影响因素

1.1结构完整性

桥梁经过长时间的运行,部分构件会出现一定程度上的损伤,受力结构发生变化导致失去其合理性,从而产生缺乏整体性以及结构局部受力过大的现象,这些现象大幅度的降低了桥梁的承载能力,也就削弱了桥梁的安全性。

1.2裂缝

裂缝在钢筋混凝土桥梁结构当中属于常见的一种病害现象。裂缝的存在和发展会降低钢筋混凝土材料的承载能力、抗渗能力和耐久性,从而影响桥梁的使用寿命。一般情况下我们都将混凝土桥梁裂缝分为两种,即非结构裂缝以及结构裂缝。非结构裂缝只要就是指混凝土桥梁自身并不能够满足周围的环境的要求或者是自身性能不达标等原因而导致的一种裂缝。而结构裂缝则是由于桥梁结构的整体承载力明显下降而导致的裂缝。桥梁裂缝问题大多是在其结构受力之后出现,因此在处理桥梁裂缝的过程中要先通过其实际的情况来判断其属于哪一种裂缝问题,之后再采取合理的措施来进行处理。

1.3钢筋锈蚀

桥梁钢筋混凝土结构的钢筋锈蚀严重的损坏了其构件的承载性能以及抗压能力。钢筋锈蚀的原因有多种,但其主要原因为混凝土密实性不足和钢筋保护层厚度不足。钢筋锈蚀对结构构件的损坏主要表现为降低了构件的截面面积、降低了钢筋与混凝土的咬合力以及桥梁结构的承载能力等。

1.4混凝土施工质量

桥梁施工过程中,如对水泥品种的选取、混凝土水灰比和保护层厚度的控制不严格,浇注完成的钢筋混凝土构件内部会存在着严重的质量问题,从而降低了混凝土结构的抗侵蚀能力,尤其是抗锈蚀能力,从而降低了其桥梁结构的承载能力。

2桥梁承载能力检测的评定方法

2.1经验法

经验法主要指的就是在评定桥梁承载能力时,需要具有丰富的工作经验的专家对结构抗力效应考虑引入不超过1.2的结构检验系数,并根据对桥梁现象调查的裂缝、桥台沉陷、挠度以及水平位移等缺陷和病害情况来对桥梁结构的强度以及稳定性进行验算。该方法主要应用于我国“十二五”之前。随着经济以及科学技术的发展,由于该方法受专家主观因素影响较大、其评定指标较为单一、难以把握其检算系数和评定标准以及无法定量化应用检测结果等缺点,其应用频率不断的下降。

2.2承载能力衰减时变模型法

变模型法要根据工程所处的地域以及桥梁结构的类型来确定是否使用,并且该方式对于钢筋强度、混凝土的强度和粘结性、碳化深度等方面的取值较为粗糙。但是该方式的应用为预测桥梁寿命以及旧桥承载能力的评定提供了有力的依据。应用该方式来建立不同损伤程度的桥梁承载能力的衰减模型时要对其混凝土强度、结构的耐久性参数以及钢筋的锈蚀程度进行充分的考虑。

2.3荷载试验方法

荷载试验方式能够直接获取在荷载作用下的桥梁结构的校验系数,并且能够保证系数的客观性以及准确性,从而准确的推断出桥梁的安全储备区间。但是在实际的应用过程中,该方式的耗时较长,并且其试验场地规模相对较大,同时还需要大量的试验资金,因此该方式适用于大型的、资金较为充足的桥梁工程当中。在桥梁承载能力的评定当中应用该方法可能会对其结构造成新的损伤,并且其结果反应的都是结构短期内的现象,若想要检测结构的疲劳特桥梁承载能力检测评定技术在桥梁加固设计中的应用赵鹏山东东泰工程咨询有限公司山东淄博256140性以及耐久性指标等就不能够使用该方法。

2.4基于动测参数的评定法

其承载能力的评定主要是通过结构在激振、荷载以及振动的作用下桥梁结构出现的反应来进行的。动测参数评定方式能够将结构在动力荷载的作用下的力学性能以及受力状况准确的反映出来,其结果与桥梁实际的状态较为切合。但是由于技术的限制,该方式还未形成一个较为完善简便的方法,并且也需要建立于承载能力和动态测试参数相关的计算模型。

2.5基于检测结果定量化的评定法

结果定量化评定法是在我国旧桥承载能力检定方法的基础上进行了修订。该方式能够在评测的过程中对桥梁的缺损状况、自振频率以及材质强度等方面的影响进行综合考虑,提高了评定结果的客观性。但是该方式的应用仍有部分的不足,主要有以下几点:(1)通过回弹法、钻芯取样法以及超声回弹法等方式来判断构件材质的强度,其结果与实际的差异较大。(2)由于工程计算模型的尺寸、边界条件以及施工原因等,通过实测自身频率和理论计算频率的实测值来确定分项标度的时候,其结果与实际的差异相对较大。(3)其规程针对的主要都是钢筋混凝土桥梁,对于钢筋混凝土的组合结构还有许多地方未得到明确。(4)在评测过程中考虑到了耐久性的影响,因此其构件强度、钢筋锈蚀程度以及电阻率的测区等方面的真实性是否能够代表构件的情况还有待证实。

2.6基于原始指纹评定法

原始指纹指的就是在桥梁刚建成时,通过对桥梁进行细致的检测而得到的资料,可将检测的桥梁状态作桥梁的初始状态。在进行桥梁承载能力的评测时可以将桥梁的原始指纹作为其结构的参照标准,并且能够将原始指纹与检测的结果进行对比。采用该种方式要以参数随着时间的衰减模型为参考来判断桥梁的剩余承载能力。原始指纹评定法能够使其检测结果与桥梁的初始状态进行对比,以此来获得结构的损伤程度。其思路相对明确,在评定的过程中能够避免计算模型与实际差异的影响,能够保证计算结果的真实性。但是该方式的主要缺点就在于其初始状态的调查需要大量的精力来进行测评,并且其承载能力的检测参数衰减关系不明确。

3基于桥梁承载能力的加固设计措施

3.1加装钢板

在桥梁加固工程当中,将钢板加装在桥梁外能够大幅度的增加桥梁的抗承载能力,而且桥梁横截面也不会大量增加。目前这种加固方式并未得到广泛的应用,其主要原因还是钢板的加工工作难度较大,在加装的过程中需要一定的支护设备,在其投入使用后还要不断的进行钢板维修与保养。当前加装的钢板的主要方式是在桥梁表面进行玻璃钢的粘贴。这种方式由于其材料的弹性模量不能够满足混凝土的要求,因此在加固之后一旦受力就极易产生变形。因此只能够在应用于临时加固以及没有大客车通行的桥梁当中。

3.2加装钢筋

加装钢筋的方式就是在桥梁的表面进行二次钢筋加装,固定桥梁表面,从而达到在不增加桥梁自身的重量的前提下有效的提高桥梁的抗弯性。该方式通常不用于城市的桥梁加固工程中,主要是因为该种方法会对桥梁的外观造成一定的影响。

4结束语

在桥梁工程当中,其承载能力的测评以及加固设计是重要的组成部分。在进行桥梁工程加固设计过程中要对其影响承载能力的因素进行充分考虑,同时要选择合理的测评方式,这样才能够保证加固设计以及措施的合理性。

作者:赵 鹏 单位:山东东泰工程咨询有限公司

参考文献:

桥梁加固范文篇3

关键词:悬臂挑梁;桥梁拓宽加固;市政工程

随着社会经济水平的不断提高,人们生活质量也得到了一定提升,同时也促使城市交通行业也更加繁忙,导致城市交通荷载承受巨大压力,大多数市政桥梁建筑工程已逐渐无法满足现今城市的实际交通需求。在这种情况下,桥梁拓宽改造加固设计工作就必须提上日程,即在原有桥梁建筑基础上,展开一系列施工加固手段,如预应力施加、黏贴钢板等,进而不但能极大提高桥梁实际承载力,还能充分保证桥梁结构的安全性和稳定性,从而为人们出行提供良好保障。

1关于市政桥梁拓宽加固设计类型分析

1.1悬臂挑梁。通常来说,在进行市政桥梁拓宽加固设计时,如果采用悬臂挑梁设计方式,那么对原有桥梁建筑结构实际承载能力便应提出严格化标准要求,让其达到某种规定状态方可,只有这样才能顺利开展悬臂挑梁施工[1]。同时根据相关调查显示,悬臂挑梁形式的拓宽加固是可以在原有桥梁主结构上直接展开拓宽改造工程的,如可借助黏贴钢板手段来有效加固原有桥梁建筑结构,让其达到标准承载要求,并且该种加固方式对桥型自身并没有太大局限,无论是拱形桥梁结构还是梁式桥梁结构都可采用悬臂挑梁加固手段,从而顺利实现桥梁拓宽加固目标,悬臂挑梁结构示意见图1。1.2原有桥梁与加宽位置的连接加固。通常在市政桥梁建筑结构进行拓宽改造时,桥梁部分桥面板需要始终与原有桥梁连接在一起,而对于拓宽加固的桥梁下方位置来说可进行单独分离设计,这样一来不但能充分满足桥梁桥面宽度实际需求[2],还能在不增加原有桥梁实际承受荷载的基础上对其有效展开加固工作,极大提升其安全性能,见图2。1.3单边加固。基于现阶段实际情况来看,如果市政桥梁结构承载力较差,那么可采取拓宽加固中的单边加固手段来改变这一现状,进而对其展开单侧改造工作,让其处于正常交通运行状态。然而需要注意的一点就是由于单边加固极为容易受到外界环境影响,因而在对其具体开展改造工作时一定要充分考虑到市政桥梁结构实际连接需求,防止桥梁结构本身出现任何问题,实现单边加固最佳效果,见图3。

2市政桥梁拓宽加固设计原则和设计原理分析

2.1市政桥梁拓宽加固设计原则。通常在对市政桥梁结构展开拓宽加固设计时,首先需要考虑的便是是否可能会对周围管道线路等设施产生影响破坏,并且在此基础上还要提出科学详细的设计方案,对桥梁拓宽加固设计展开深入化的分析探讨[3]。同时在桥梁拓宽加固方案具体落实时,相关工作人员还要严格按照方案标准规定进行操作,防止周围管道线路出现破裂损坏现象,再加上拓宽加固施工属于半封闭施工模式,因而要保证来往交通车辆处于正常行驶状态,避免出现交通堵塞情况。此外,市政桥梁拓宽加固设计要尽可能以简单化为主,在对原有桥梁建筑结构不产生任何破坏的基础上,通过双侧拓宽或单侧拓宽手段来最大限度降低拓宽加固成本费用,而在原有桥梁和新桥连接处还要尽量保证材料使用达到一致标准,防止因材料性能存在差异较大而出现严重沉降问题,但如果原有市政桥梁结构自身存在缺陷较大,那么就不能采取单侧拓宽或双侧拓宽方式,而是需要对拓宽位置实际地基承重力展开合理约束控制,有效结合施工线路实际运行情况,从而充分保证市政桥梁拓宽加固方案实施的安全可靠性[4]。2.2市政桥梁拓宽加固设计原理。通常来说,市政桥梁拓宽加固设计原理可具体划分为2点内容:主动加固和被动加固。其中主动加固具体是指借助补强材料的添加来极大扩大桥梁结构横截面积,进而有效提升其实际承载力;而被动加固则是指通过预应力增加来扩大桥梁承载力储备容量,从而在原有桥梁荷载不发生任何变化情况提升其安全储备性能。具体阐述如下:(1)主动加固设计原理。基于市政桥梁角度来说,主动加固设计原理就是将加固性材料融入到桥梁结构性能较为薄弱位置,其中最常见加固性材料包括黏贴钢板、黏贴高强度复合纤维及补焊钢筋等,在具体实施上述加固措施时还要有效解决实际情况展开深入分析,特别需要注意的一点就是,需要对市政桥梁结构中的各个部位受力情况和带载加固展开重点研究探讨,极大提升桥梁实际承载水平。除此之外,需要将桥梁可能出现的变形情况放在重点位置,一旦其发生变形不但会极大降低桥梁承载性能,还会致使拓宽加固效果相应减弱。(2)被动加固设计原理。市政桥梁被动加固设计原理即为借助预应力的增加来彻底改变以往桥梁受力情况,进而促使其安全稳定性能能够得到有效提升。由此可以了解到,在对市政桥梁展开被动加固设计时,一定要先在原有桥梁适当位置进行预应力的增设,让其承受一定压力影响,从而借此来扩大原有桥梁的安全储备,达到拓宽加固最佳效果[5]。

3市政桥梁拓宽改造加固设计要点分析

3.1加固方法选择。根据相关调查数据显示可知,市政桥梁加固手段主要包括2种:上部结构加固和下部结构加固。其中上部结构加固中主要涉及到的加固方法主要有以下几种:黏贴外包钢加固、喷射混凝土加固、预应力施加加固、结构受力体系合理优化加固及截面增大加固等;而下部结构加固则包含护套加固、钢筋混凝土套箍加固、桩基增加加固及扩大桥梁基础加固等,上述所有加固方法均能有效提升市政桥梁结构强度和实际承载能力,因而这就需要工作人员在进行方案选择时,能够充分结合不同施工现场实际周围环境及相应标准要求来合理选择,从而为市政桥梁拓宽改造加固工作的顺利进行创造良好条件。以某省市政桥梁拓宽改建加固工程为例,该桥梁自投入使用开始到目前为止已有十余年,原有桥梁结构属于三跨简支梁类型,三跨分别是15m、25m、15m,以钢筋混凝土结构为主,若对其展开拓宽改建施工就需要将原有桥梁宽度由35m加宽到54m左右,并且在具体设计前,还要安排相对专业人士针对桥梁实际荷载情况进行全面检测分析,从而在原有桥梁基础上在两侧位置进行拓宽,便于扩大桥梁实际宽度。3.2拓宽设计。通常在进行市政桥梁拓宽设计时需要重点考虑以下几点因素:(1)新时期发展背景下,城市交通压力逐渐增大,而桥梁结构下方市政管道线路也是交叉缠绕,特别是部队光缆不但管道线路迁移成本费用较高,而且极容易受到周围外界因素影响破坏,因而这就要求原有市政桥梁拓宽改造加固工作要尽可能简单化处理,即为保证原有桥梁结构不发生任何改变基础上展开双侧或是单侧拓宽设计,并且在此期间还要做好交通组织设计工作,最大限度保证原有桥梁可以继续使用,不对城市交通正常运行带来任何影响。(2)无论是对于原有市政桥梁还是新的桥梁结构来说,其内部都含有预制空心板、预制T梁、现浇板梁、预制箱梁及现浇箱梁等结构,因而最好选择同等刚度类型材料进行拓宽施工。(3)原有市政桥梁因投入使用年限较长,因而该桥梁结构基础沉降已趋于稳定状态,如果桥梁拓宽加固是在基础施工完成后方开始沉降,那么新旧桥梁结构必然会出现沉降差距,这就需要相关工作人员能够及时采取合理措施降低新桥梁基础沉降值,如在对桥梁桩基进行设计时应以桥梁桩基实际承载力为主要参考标准,有效降低桩长和桩径之间比例,从而最大限度提升市政桥梁拓宽加固水平。3.3增加混凝土悬臂挑梁。通常在对市政桥梁展开拓宽改造加固设计时,如果条件充分允许设计人员可适当调整改变桥梁横向系数,通过黏贴钢板方法来对原有市政桥梁展开加固工作,进而促使其承载力得到极大提升。而对于新增人行道和车行道来说,都要对其进行悬臂梁的增设,彻底拆除以往人行道和旧护栏,并且还要将原有桥梁表面铺装层拆除,重新展开钢筋混凝土浇筑工作,将新旧桥梁有效连接在一起,实现市政桥梁拓宽加固最终目的。同时该种加固方式还可应用于拱桥结构和梁式桥结构之中,但需要注意的一点就是,钢筋混凝土悬臂挑梁并不需要进行桥墩拓宽,再加上实际工作量较小,因而通常都会选择双侧拓宽方法,从而极大降低城市交通存在压力,促使市政桥梁能够长期处于安全通畅运行状态之中。此外,还可基于混凝土悬臂挑梁施工实际情况制定相应加固方案,如可先将悬臂部分混凝土凿开,使ф14能与钢筋焊接有效连接在一起,继而展开混凝土C50浇筑工作,让桥梁下的悬臂结构连接起来,最后再采取黏贴钢板方法对其展开加固,全面提升桥梁铺层和钢板之间存在的粘结力。

4结语

综上所述,为了有效降低工程投资成本,充分保证人们出行安全性,市政桥梁拓宽改造加固设计就显得尤为重要,需要设计人员在具体设计期间能充分考虑到不同的改造桥梁实际场所及周围环境等因素,进而制定出最为合理的设计方案,极大提升市政桥梁实际承载能力和使用寿命,从而为人们安全稳定出行提供良好保障。

参考文献:

[1]黄祖林.RC简支T梁桥加固拓宽改造研究与应用[D].重庆:重庆大学,2016.

[2]王振宇.沙河大桥拓宽加固技术研究[D].辽宁大连:大连理工大学,2003.

[3]刘思孟,朱超,王庆.拱桥加固施工中的配重设计方法[J].北京工业大学学报,2015,41(2):230-236.

[4]韦建刚,黄蕾,李佩元,等.旧空心板简支梁桥的连续化改造加固研究[J].建筑科学与工程学报,2014,31(4):103-109

桥梁加固范文篇4

与新建桥梁工程相比,服役桥的维修加固施工有不少特点。首先,维修加固的标准与设计时所采用的标准往往会有不同。由于服役有建筑物的存在,以及未来使用年限要求的不同,桥梁加固或改建的标准不可能与设计时所采用的标准完全相同。比如,服役桥的荷载等级假设是汽车-13级,而经加固后,其荷载等级可能会提高[1]。故应在保证行车安全的前提下,根据使用要求和耐久性要求的具体情况,正确地掌握和提出加固或改建的有关标准要求。其次,维修加固工作的难度要比新建时大。维修加固桥梁建筑物的工作必须在不妨碍交通的条件下进行,因此,往往会增加不少困难。即使会使施工产生困难,也必须尽量照顾交通。为此,在桥梁维修加固工作中,应从设计上和施工组织上采取有效措施,尽量减少对交通的影响。再者,桥梁的维修加固工作应充分利用原有结构。桥梁的维修加固,应在对原有结构作周密、细致检查评定的基础上,合理利用原有结构,能不更换原有结构的就不更换,能充分利用服役桥的,要充分利用。

2.桥梁加固的工作内容及步骤

2.1桥梁加固的工作内容

桥梁加固与改建工作的主要内容:对发生重大病害和不能满足运输要求的桥涵设备彻底进行整治加固、改善和更新。目的是恢复原有桥梁建筑物的整体使用效能和延长使用年限;提高原有桥梁建筑物的荷载等级和通过能力。桥梁加固与改建工作的主要内容有:

对服役桥上部构件进行加固;对服役桥下部构件进行加固;拓宽桥梁的行车道或人行道;升高桥梁上部构造的高度;更换桥梁行车道路面或引桥路面的结构;部分或全部更换桥梁损坏或破服役了的结构物。

桥梁的加固与改建工作,应充分利用原有的部分,凡能加固的,则不宜改建。如能部分改建的,则不应全部改建。

2.2桥梁加固的工作步骤

对服役桥进行维修加固,一般可采用如下的步骤:

(1)检查桥梁现状及损坏情况;

(2)调查桥梁历史技术资料及现有交通状况;

(3)提出维修加固或改建方案并进行分析比较;

(4)确定方案并付诸实施,即进行维修加固或改建施工。

3.桥梁加固的原则及方法

3.1桥梁加固的原则

(1)桥梁加固是一种借加大或修复桥梁构件来提高局部或整座桥梁承载能力或通过能力的措施。因此,桥梁加固工作一般以不更改原建筑形式为原则,只有在复杂的情况下,才更改其结构。

如仅加固仍不足以适应交通运输的需要,必须进行重建桥梁的一部或全部时,则重建桥梁需考虑到将来的发展,并按现行桥梁设计及施工规范进行设计与施工。

(2)桥梁加固可以有各种不同的方式,视服役桥的情况,承载能力的减弱程度以及今后的任务而变。桥梁的加固一般有如下几种[2]:

1)扩大或增加原结构构件截面,以提高原结构的强度和刚度。

2)以新的结构代替服役的应力不够的结构。

3)改变原结构的受力体系,使原结构减少受力。

4)对原结构施加外应力(如预应力),以改变原结构的受力图形,达到提高桥梁刚度和强度的目的。

(3)采用扩大或增加桥梁构件截面的方法进行加固时,应特别注意新加部分与原有部分的结合,使其成为一个整体起到加固作用。

(4)不管采用何种加固方案,都应考虑投资少、功效快、不中断交通、技术上可行、有较好的耐久性等方面的要求。3.2桥梁加固的主要方法

3.2.1扩大或增加构件截面法

(1)桥面补强层加固法

通过一定的工艺和结构措施,在梁顶面(桥面)上加铺一层钢筋混凝土面层,使其与原有主梁形成整体,达到加厚主梁高度和增大梁的抗压截面的目的,以提高桥梁的承载能力。其特点是:

1)施工简便,亦较经济,但加铺梁面层后,静载增加,承载能力提高不显著;

2)施工需凿除原有桥面铺装,同时考虑到新服役混凝土相结合,新浇混凝土的干燥收缩影响等,尚需设置连续钢筋和钢筋网等;

3)此法利于在抗压截面较小的场合使用;

4)浇筑后混凝土须经养护,故必须对交通加以限制。

(2)增大梁截面和配筋加固法

在梁底或侧面,加大钢筋混凝土截面(增配主筋),使梁抗弯截面加大,提高梁的承载能力,其特点是:

1)为加强新服役混凝土的结合,需对服役梁面凿毛工作,操作麻烦、凿除工作量大,常需在桥下搭设脚手架;

2)对T形梁有采用底面及侧面同时加大,以及底部马蹄形加大两种加固形式;

3)加固效果显著,适用于梁桥及拱桥对拱圈的加固。

(3)钢板粘贴或增设其他钢梁,以作成组合梁的加固法

用环氧树脂类粘结剂,将钢板(或槽钢)粘贴锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位,使其与结构形成整体,以钢板代替钢筋作用,提高梁的承载能力,其特点是:

1)不需要破坏被加固的原有结构物;

2)加固工程几乎不增大原结构的尺寸;

3)尽管工程质量要求很高,但施工时并不要求高级的专门技术人员操作;

4)能在短期内完成加固工程;

5)几乎可以不改变具有历史价值建筑物的原有艺术特点。

(4)粘贴炭纤维布加固法

碳纤维是一种高新材料,它有着优异的力学性能,是在几千度的高温下经特殊工艺制造出的一种高科技产品。用环氧树脂类粘结剂,将炭纤维粘贴锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位,使其与结构形成整体,以炭纤维布代替钢筋作用,提高梁的承载能力,其特点是[1]:

1)优异的力学性能。可有效应用于多种形式的结构补强,包括抗弯、抗剪、抗压、抗疲劳、抗震、抗风、控制裂缝和挠度的扩展等等;

2)优异的化学稳定性。碳纤维片具有极强的抗酸、碱、盐、紫外线和防水能力,具有足够的适应气温变化的能力,外加防火涂料后可以有效地防火。因此,可以大大增强结构对恶劣外部环境的适应能力,延长构件寿命;

3)材料本身质轻高强。可以不增加结构体积和不改变结构外形,增加的结构重量可以忽略,便于用所需的色彩涂装,而不留补强痕迹,这是其他方法不可比拟的;

4)施工工序简单。可用小型电动工具操作,工种少,用工少,工期短,进度快,更有资料表明能在持续交通有震动的情况下施工,而不影响补强效果,从而大大缩短施工断交的时间,具有较大的经济效益和社会效益。

3.2.2改变结构体系法

(1)增设纵梁法

在墩台地基安全性能好、并有足够承载能力的情况下,可增设承载力高和刚度大的新纵梁。当基础承载力不足时,必须对基础采取加固措施。新增主梁与服役梁连接,共同受力,从而达到提高桥梁承载力的目的。当新增主梁位于两侧时,则兼有加宽的作用[3]。

(2)增设立柱或桥墩,使简支变连续,或改桥为涵的改变结构体系法

通过改变桥梁结构体系,如在简支梁下增设支点(墩台),缩短桥跨,或把相邻两跨简支梁加以连接,从而使简支梁变成连续梁。对于小桥,还可采用改桥为涵的形式,来提高桥梁的承载能力。前者,一般为临时通过重车的应急措施,后者则必须视通航及排洪灌溉而定。

随着我国公路交通运输事业的蓬勃发展,新建桥梁不断涌现,而原有桥梁也在不断地老化。服役桥的加固是一项具有现实意义而又复杂的工作,它所需要考虑的因素及涉及到的问题很多,从某种意义上,无论是技术改造方案的拟定与设计计算,还是技术改造的具体实施,都是值得人们不断地去研究的方向。

摘要:本文首先阐述了服役桥维修加固的特点,然后总结了服役桥维修加固的内容及原则,最后对服役桥维修加固的方法进行了比较分析,对服役桥维修加固的选择具有一定的指导意义。

关键词:服役;桥梁;加固

参考文献:

[1]杨文渊,桥梁维修与加固[M],人民交通出版社,1997年

[2]李有丰,桥梁检测评估与补强[M],机械工业出版社,2003年

桥梁加固范文篇5

上个世纪末我国公路建设高速发展,而在全国进行大范围公路建设中因为桥梁桩承载力好,节省用料和人力的优点得到广泛运用。桥梁的桥体的承载力主要就是靠桥梁桩来承担,因此桥梁桩的基础加固是公路工程建设的基本保障。尤其是在我国这种地形地质条件相对复杂的山区,公路桥梁路段多且承载量要求较高。但是,我国大范围的桥梁桩基本上是钢筋混泥土进行建设的,很容易出现一些问题。1)水分的自然侵蚀。首先是钢筋混凝土中的钢筋极容易被渗透的水分侵蚀,破换钢筋的支撑力。当水分的侵入混凝土中的时候还会因为同碱性的水泥融合产生膨胀力,甚至导致混凝土裂开从而破坏掉整个桥梁桩,这个时候就会影响到整个桥梁的稳固,因此仅仅是自然的长时间的侵蚀就会造成整个桥梁桩的不稳定。2)极端气候的破坏作用。除了水分的渗入会导致桥梁桩被破坏,低温作用到水上会导致混凝土结构桥梁桩小孔中的水分结冰膨胀。而长时间的气温变化作用的不断循环,就会导致混泥土结构的逐渐剥离甚至瓦解,事实上这个过程并不长,尤其是在地质和气候比较复杂的地区,因此要特别注意防范和处理这种情况的发生。

2加固桥梁桩方法

桥梁桩对整个桥梁乃至整个公路的运行的重要作用不言而喻。因此在防范桥梁桩的损害问题上,必须迅速采取积极的应对处理方法,而这些方法必须是科学地针对桥梁桩的特点和问题,能够切实地保障桥梁桩的稳固,主要从以下三个方面坚持:1)做好防范工作。为了保障桥梁的稳固性,除了针对进行桥梁设计之外,桥梁桩的本身质量要进行较为严格的鉴定并且明确后期追加的加固的方案。加固设计方案无外乎三个方面:硬度方面,强度方面和持久度方面。首先在硬度方面就是桥梁桩建造的稳固性;强度方面就是确定保证桥梁桩的整体性的稳固;持久度方面就是在建造的时候采用耐性良好的同时还要方便之后进行损伤部分的修复。从这三个方面着手,可以比较全面的做好桥梁桩的稳固性的防范工作。2)坚持效益最大化。在工程设计和建造中最基本的原则除了安全稳固之外就是经济,以最小的原料和人工投入获得最优的经济效益,这就要求工程建造人员在桥梁和建设的时候做到效益最大化。3)务求实事求是。在公路建设前桥梁桩做好各项加固工作之外还必须实事求是,不能盲目加固浪费工程建设。合理的加固技术必须在原有的公路建设基础上不仅起到实际加固的效果还可以有效控制工程再建的风险,降低工程建设的成本。

3桥梁桩加固设计的基本方案

3.1增加桩基进行加固

为了保证公路桥梁的整体的安全性,增加桥梁桩和扩大整个承台的承载范围和作用力,可以在桥梁桩基的载重能力不足采用。准确来讲就是将原来的桥梁桩的承重进行扩大并且可以增加新的桥梁桩,这样就可以提高桥梁桩的承载能力并且增加整个桥梁工程的稳定性。这项方法不仅能够节省工程工作量,并且有着较为明显的加固效果,但是它的局限性就在于为了达到加固效果会对原有的交通运行情况有所影响,因此也要考虑到它的实际操作性。

3.2桥梁桩基自体加固法

这个方法是在原有的混凝土桩基础上进行加固,尤其是直径偏小的钢筋混凝土桥梁桩。因此这种方法不仅施工工程相对较小还提升了桥体的承载力。很多县城上的小桥都是采用这种结构,工程实例上来说,某县的公路桥桥宽近六米,桥梁桩为钢筋混凝土结构,随着经济的发展还有桥梁的自然消耗,桥梁本身需要进行拓宽处理,而相应的桥梁的稳固性要求增加。

3.3桥梁桩的本身修补加固法

顾名思义,这个方法主要是针对已经出现受损状况的桩基进行修补处理,从而增加桥梁桩的本身的强度,硬度和持久性。从工程实例上面来说,有一驾桥梁在建设初期河流比较充沛,受侵蚀情况相对比较严重。而最近几年河流河床下降,桩基裸露状况比较明显,尤其是桥梁桩的本身混凝土的表面受到较为严重的侵蚀,甚至钢筋也因为桥梁转的裸露而发生锈蚀,桥梁桩的承载力受到非常严重的损害,整个桥身的安全性也得不到有效地保证。经过多重的分析和方案选择,还有实地的调研考察,最终决定采用桥梁桩修补加固法对整个桥身进行修补加固。首先要调查和考评所有桥梁桩的受损情况和修补范围,然后再通过钢筋水凝土的修补和浇筑封装桥梁桩和桩基。这个办法不仅可以修补损害严重的桥梁桩,而且对桥梁桩的本身强度的增加有着较为明显的作用。这个方法对于承载能力要求不高的桥梁有着较为明显的作用,在大范围的同类工程问题中值得借鉴和推广,有助于为我国桥梁工程建设节约资源。

3.4扩大桥梁基加固法

这个方法是从整体的结构方面来进行加固的,桥梁桩的加固和桥梁基紧密联系在一起。这样一来整体上的稳固性能够更加全面的增加桥体的稳固和安全。举例来说,某个交通桥梁在进行年度检测的时候发现桥梁桩桩体破坏比较严重,有比较严重的被侵蚀的损害现象,并且钢筋也因此暴露出来,混凝土的上还出现了空洞现象,这样一来明显降低了桥梁桩的整体承载能力,并且整个桥梁的桩基承受力也随着降低,因此进行加固处理是十分必要的。

4结束语

桥梁加固范文篇6

桥址区地形较平缓,跨越的沟渠中部局部地段为负地形,大致呈锅底状,雨季排水较为不畅通,并经常存有死水滩,随后几日,缓慢下渗至地下深处。根据原始勘察资料,桥址区0~10.0m范围内黄土(粉土)具Ⅱ级非自重湿陷性(中等),湿陷系数δs=0.023~0.080,自重系数δzs=0.015~0.034,自重湿陷量Δzs=6.19cm,总湿陷量Δs=56.88cm,桥台基础持力层位于该地层上,虽采用0.5m厚灰土垫层进行地基处理,但处理范围仅在基础之下局部范围内,对基础周围地表水的下渗未起防水作用,从而使地表水扩散运移至基础以下湿陷性黄土之中,在荷载作用下,产生湿陷下沉。其下沉速度较为缓慢,且随季节具有一定的规律,在雨季期间,下沉较迅速,雨季后地下水下渗至地表深处时,下沉较为缓慢或停止。根据地勘报告,基底附加应力为203kPa,第一层土的平均附加应力+自重应力约为124.5kPa,大于9.4m以上土层的湿陷起始压力,故第一层土在上部荷载作用和浸水状态下,0~9.4m范围内将会产生附加湿陷变形,变形量为56.88-2.46=54.42cm。据以上综合分析,桥台地基沉降量主要由湿陷变形量和土层压缩变形量组成,其总的变形量为54.42+8.223=62.64cm,目前已沉降约33cm,完成总沉降的52.7%,以后还会继续下沉,因此对其进行加固是非常必要的。

2桥梁的加固设计

本文针对其出现的桥台整体沉降的病害提出了两个具体加固方案。

2.1方案一

a)在原两侧桥台前1.35m加设双柱式桥墩,形成(1.7+12.6+1.7)m跨径的双悬臂板结构,桥台的支撑作用慢慢消失,新的柱式墩主要起支撑主梁作用,b)铲除后期养护逐年增加的沥青混凝土,以减轻上部恒载,利用液压顶升设备将空心板抬升,恢复原桥面的设计标高。c)在墩顶原铺装层增设一层直径25mm的钢筋网用以承担墩顶负弯矩。d)墩盖梁达到设计强度后,顶升主梁,落梁于墩顶支座上,形成双悬臂结构,完成体系转换。e)将原桥的背墙和侧墙均相应进行加高,原桥台基础周围需做防水封闭处理,以防止其继续渗水下沉。

2.2方案二

a)先采用直径为127mm的钻头钻孔,钻孔按梅花型布置,孔间距为1m,钻孔深度为7m,要求钻孔必须穿透原桥的扩基底部,用直径为127mm的PVC管做护壁。b)通过PVC管将直径为110mm,长度为8m钢管桩垂直击打到原桥扩大基础底以下8m处,利用钢管桩加固原有桥位处的地基,通过桩土复合作用共同承担桥梁的上部荷载。c)为了减轻上部的自重,铲除原桥面沥青混凝土铺装25cm,利用液压顶升设备将主梁进行顶升,梁下垫增高度为25cm焊接好的槽钢,同时更换原桥支座。d)待主梁放下与支座紧密结合好后,需对桥台处进行桥面连续的施工,浇筑钢筋混凝土和沥青混凝土,重新摊铺沥青混凝土铺装层。e)原桥台基础周围需做防水封闭处理,以防止其继续渗水下沉。

3设计方案比对

针对前述桥梁病害以及现行桥梁规范,为彻底消除隐患,保证现有桥梁的正常使用,本文拟定了两个加固设计方案。

4结论

桥梁加固范文篇7

[关键词]市政桥梁;桥梁拼宽;拼宽加固设计

如今,很多既有市政桥梁为满足交通量需要而进行拼宽处理,而拼宽施工可能对旧桥结构产生影响,这就需要在设计中予以高度重视,采用合理可行的技术措施,保证施工安全。

1工程概况

某市政道路工程较紧,旧桥拼宽任务艰巨,工艺复杂繁琐,需要在开工前认真做好工程设计,尤其是加固设计,以保证旧桥拼宽施工安全。设计在旧桥的两侧同时进行拼宽,上部结构和旧桥直接相连,而下部结构不予连接。整桥平面处在直线上,和路线中心线成90°夹角。对于拼宽部分,其上部结构跨径与旧桥相同,对T梁进行拼宽时,切除外侧55cm,拼接部分和旧桥采用植筋的方法进行连接,并在两者之间设30cm湿接缝;对连续箱梁进行拼宽时,对旧桥悬臂部分进行切割,切割长度为65cm,拼接部分和旧桥采用植筋的方法进行连接,并在两者之间设50cm湿接缝[1]。

2拼宽设计

拼宽部分上的第一联左幅设计采用长度为30m的T梁实施拼宽,T梁高度为200cm,第一跨共拼宽8.9m,需要用到4片预制T梁;第二跨共拼宽7.6m,需要用到4片预制T梁;第三、四跨共拼宽6.3m,需要用到3片预制T梁;第五、六跨共拼宽3.8m,需要用到2片预制T梁。拼宽部分上的第一联右幅设计采用长度为25m的T梁实施拼宽,T梁高度为170cm,第一跨共拼宽7.4m,需要用到4片预制T梁;第二跨共拼宽5.5m,需要用到3片预制T梁;第三、四、五、六跨共拼宽4.5m,需要用到2片预制T梁。拼宽部分上的第二联左幅及第三联两幅共拼宽3.5m,需要用到2片预制T梁;第二联右幅共拼宽4.5m,需要用到2片预制T梁。拼宽部分上的第四联两幅设计采用现浇梁实施拼宽,现浇梁高度为160cm,截面形式为单箱单室,左、右幅分别拼宽363.4cm和350cm。拼宽部分上的第五联左幅直接利用旧桥,右幅设计采用长度为25m的T梁实施拼宽,T梁高度为170cm,共拼宽3.5m,需要用都2片预制T梁。拼宽部分上的第六联左幅直接利用旧桥,右幅设计采用现浇梁实施拼宽,现浇梁高度为140cm,截面形式为单箱单室,共拼宽3.5m。拼宽部分的下部结构为薄壁墩,其厚底为160cm,并采用桩径为120cm的桩基础,共四根,肋板式桥台。

3拼宽加固设计

本市政桥梁在进行拼宽施工时,因涉及到一系列施工内容,包括旧桥混凝土部分切割、造孔植筋和T梁架设,所以旧桥可能会受到一定程度的影响。对此,要以旧桥结构与建设条件为依据,在前期设计工作中,考虑可能发生的问题及造成的不利影响,并制定行之有效的解决对策。通过现场实地考察与相关经验的借鉴,在拼宽施工中可能遇到以下问题:(1)在对旧桥上的混凝土进行切割时,可能会对旧桥结构造成一定影响[2]。切割施工中,由于要在旧桥表面停放施工用大型吊车,吊车对混凝土块进行吊装时,可能会影响到旧桥结构,进而产生一些实际问题,影响拼宽施工正常进行,甚至引发安全问题。对此,在设计中制定以下行之有效的解决对策,在施工中检查发现异常时,立即执行:①与旧桥设计单位积极联系,尽量找到旧桥设计图纸,根据图纸上的内容与要求进行适当的调整;②及时召开专家评审会,经过研讨确定最终的设计方案,为后续施工组织设计等工作提供可靠的参考依据;③委托有资质的机构或单位,对旧桥的结构状况进行检测与评价;④委托相关设计单位对旧桥受吊车荷载后的结构受力情况及变化进行验算,如果旧桥结构受吊车自重与施工荷载后受力产生较大变化,则要对原方案进行更改,采用其它可行的方法进行切割施工,以保证旧桥安全,避免产生安全隐患[3]。(2)根据以上内容可知,拼宽部分和旧桥主要在上部结构相连,具体方法为植筋,因此在施工中需要先切除旧桥护栏,再进行造孔,这很有可能会对旧桥结构造成影响,出现一些问题,威胁旧桥安全。对此,在设计中制定以下行之有效的解决对策,在施工中检查发现异常时,立即执行:进行正式的植筋施工以前,先在旧桥右侧护栏处开展工艺试验,根据工艺试验结果确定可行的工艺方法,通过要对旧桥图纸进行仔细查阅,准确确定出旧桥上预应力具体位置,进而在植筋施工中予以避让和防范。(3)在T梁的架设施工过程中,需要在旧桥表面停放吊车与运梁炮车,这样可能会对旧桥结构造成一定影响,出现安全问题。对此,在设计中制定以下行之有效的解决对策,在施工中检查发现异常时,立即执行:①委托相关有资质的单位对旧桥受吊车及运梁炮车荷载后的结构受力情况及变化进行验算,如果旧桥结构受吊车及运梁炮车自重与施工荷载后受力情况出现明显变化,则需要对原方案实施调整,选择其它的吊车与运梁炮车停放位置;②以验算结果为依据,在正确的位置停放吊车和运梁炮车。(4)拼宽施工中必须要用到高低腿龙门吊,其结构安全需要在前期设计工作予以重点考虑。为满足拼宽施工需要,本工程需要对现有龙门吊实施改制,形成两个支腿高度不同的龙门吊。由于结构发生变化,所有其安全性与稳定性可能受到一定程度的影响。对此,在设计中制定以下行之有效的解决对策,在施工中检查发现异常时,立即执行:①由现有龙门架的原生产厂家负责改制,保证改制能够高标准、高水平完成;②安排专门的技术人员对改制后的龙门吊进行操作。

4结束语

截至目前,本市政桥梁拼宽施工已经顺利完成,并且已经投入运营一定时间,无论是施工中还是后续运营过程中都没有产生安全问题,而且完工后经经验拼宽部分各项技术指标都能达到预期要求,说明上述拼宽设计与拼宽加固合理可行,在施工中发挥出重要作用。

参考文献

[1]胡志强,张磊.市政桥梁拼宽加固设计方法[J].黑龙江交通科技,2017,40(07):128+130.

桥梁加固范文篇8

1工程概况

江西省某一高速公路的主线跨径为(24+21.3+21.3+24)m,其结构为箱梁,平面位置处于R=160m左扁圆,以及左偏缓和2种曲线处,梁箱底宽度4.5m,高度2.5m,翼缘悬臂为3.2m,底板厚度为26m,桥梁的腹板由跨中横向到横梁位置,由原先的60cm拓展到80cm;在箱梁的中心位置处设置了中横梁,跨度为2.5m,同时在梁端的1.6m处设置了横隔梁[1]。

2结构计算

在确定桥梁加固设计方案时,通过调整台阶支座距离与桥墩支座偏心确定桥梁结构受力,通过该方式,能有效减少支座出现的脱空等问题。在计算调试后可知,桥梁的0号与4号桥台的距离调整了4.4m,其中1号以及3号桥墩的支座向外延伸了0.55m,桥台内侧以及外侧支座并未出现不良应力的现象。在实践过程中,为了满足支座横桥向的受力,在操作过程中,分别对1至3号墩横向约束力,以及活动力进行了计算,计算方式如下[2]:钢绞线:Φs15.2为松弛的钢绞线,弹性模量为:Ep=1.95×105MPa,标准强度fpk=1860MPa,锚下张拉力σcom=0.75×fpk=1395MPa,管道偏差系数k=0.0014,管道的摩擦系数μ=0.3。一期恒载:进行该环节计算时,结合横断面的实际尺寸,进行重新计算,在箱梁混凝土总容量计算中,以26kN/m3为基础进行计算,由于内弧与外弧的长度不一致,因此,在自重枢纽取值上应采用7.56kN•m计算[2]。二期恒载:设置的单侧钢护栏为7kN/m,沥青混凝土为22.8kN/m。二期总恒载为36.8kN/m,由于内弧与外弧长度不一致,因而二期恒载扭矩为3.29kN•m。而在进行支撑反力计算的过程中,需做好公路一级与55T重车的计算;在抗裂性以及结构计算中,需要按照结构承载力的要求进行计算;在体系以及温度取值上需要按照-10℃、+30℃取值标准进行。值得注意的是,体系的温度变化,无论是升温还是降温,都需要依据-10℃、+30℃来取得合适的值,此外,还要特别重视,梯度的实际温度的差异需要具体依据相关规范执行。在对梯度温度进行计算时,必须要满足日照的正常温差,日照的反温差T1与T2各自用-7℃、-2.75℃。近几年来,国内的弯桥常常发生倾覆或坍塌现象,究其原因,主要有两点:其一,内部原因,即:桥梁本身存在质量缺陷,未能达到设计要求;其二,外部因素,即:货车的载荷量过大,严重超过了桥梁所能承受的载荷范围。在桥梁加固施工过程中,应再次确认该桥梁的实际载荷量,应当首先分析下述状况:第一,依据规定的标准车辆道路载荷,对桥梁结构的规定使用极限以及最大载荷量做运算;第二,确认实际承载重量,需要按照标准的数值进行计算,以标准规章对60t车辆荷载验算。

3计算结果分析

3.1支承反力分析。分析桥梁在运行过程中,出现的最大及最小支座反力,而圆弧内侧支座则会出现负反力,从而得知桥梁在运行阶段支座存在脱空的可能,同时,1号及3号墩由于采用的是GPZ支座设计规格,因此在受力要求上不符合实际要求,故而,必须要对整体支座进行设置[3]。3.2正常条件使用下上部箱梁极限值计算。下箱梁在正常情况下使用时,正截面应力计算范围公式如下:σkc+σpt≤0.5fck=16.2MPa经过上述公式可知,箱梁使用时,正截面最大应力值应该为12.8MPa,符合规范的实际要求,与规范标准一致。对混凝土主压力计算,其具体的规范限制为:σcp≤0.6fck=19.44MPa,箱桥梁截面主压应力最大是12.8MPa,而实际规范的参数为0.6fck=19.44MPa,与规范要求相符合。3.3箱梁斜面抗裂力计算研究。该过程中对于混凝土构件的计算,需要按照以下规范限值进行计算:σtk=0.7ftk=1.855MPa该数据与斜截面的实际要求一致,在短期条件下,计算截面边缘的应力需要按照该数值进行确定。具体的规范限制是:σtcc≤0.7f'ck=20.4MPa,在运算抗压容力时,预拉区的其他纵向配筋率需要≥0.2%,而按照计算结果资料可知,在进行桥梁主梁施工时,其最大的应力值应该取值8.79MPa。3.4对抗倾斜系数。对本桥梁的实际布置情况进行分析,桥梁的外弧面越大,那么桥梁倾覆率就越高,所以,在桥梁加固设计时,为了能够控制支座倾覆现象,在设置倾覆线时,需要做好1号及2号桥墩的连接,并且还需要在3号及4号墩柱上设置连接中心座,使其能够对称相依[4]。3.5设计抗倾覆系数验算。结合本工程桥梁支座布置分析,考虑到旋转先外弧侧桥面面积会出现倾覆问题,因此,在实践过程中,需要做好1号及3号墩柱支座中心的连线。由于该座桥梁采用的是左右两边对称的结构,所以只需要核验其中的一种情况,就可以完成对整座桥梁的核验工作。事实上,在箱梁绕假设中,旋转轴之间极易出现倾覆的情况,该位置是倾覆发生率最大的位置,因此,在实践过程中,必须要做好1号及2号墩的支座受力控制,并且在保留好旋转轴的支座的同时,还要充分考虑到实际的倾覆问题,向圆弧内外两侧的妞矩存在着差异,正是这种差异产生了倾覆问题。值得注意的是,在设计的过程中,如果有一个抗拒约束因素存在,则需对三个支座坐标采取控制措施。因此,需采取有效的通过约束计算出具体的倾覆的结构,以及抗倾覆力矩,得出抗倾覆的稳定系数,进而满足设计要求[5]。

4结语

总而言之,在对该桥梁进行计算分析后知道,圆弧内侧支座发生脱空的可能通常会在三种情况下发生,即是:支座横向的应力比竖向承载力大时;1号与3号墩的外弧反力大于承载力时;主梁的小于截面抗剪力以及截面抗扭力小于承载力时。在了解掌握影响因素后,在设计桥梁加固方案时,必须要结合实际工程情况,采取有效策略进行处理,唯有如此,才能保证桥梁整体的稳定安全性,本工程由于在设计时通过各阶段的数据验算,最终设计结果满足实际要求保证了桥梁加固设计的稳定性。

作者:杜继辉 颜彬 单位:吉安市公路勘察设计院

参考文献:

[1]邹士秀,丁文胜.桥梁受力性能测试研究[J].山西建筑,2017(8):73.

[2]符传辉.探究高性能砼在桥梁结构中的应用[J].交通建设与管理,2013(9):51-52.

[3]桥梁结构安全与健康重点实验室落户桥科院[J].岩土工程界,2009(12):95-96.

桥梁加固范文篇9

桥梁的承载能力在很大程度上决定了其能够承受交通荷载和负荷的能力,不可否认的是,尽管我国目前的桥梁建造技术水平较高,但是因为桥梁承载能力的缺陷引发的交通安全事故在近几年来有所上升,这一方面是由于很多桥梁使用时间很长,交通运输的压力不断提升,以往的设计标准已经无法满足当期的交通运输需求;而另一方面也可以说明当前在桥梁加固的规划设计工作中还存在很多不足之处需要加强和优化。

2桥梁承载能力系数的影响因素

桥梁的承载能力强弱和具体的系数变化与其自身结构和主体部分出现的问题息息相关,首先从其结构来分析,在桥梁投入运营后的相当长的时间内,其结构会出现一些损伤或者缺陷,使得整体结构出现了薄弱环节,其整体性就受到了损害,因此某些部位承载能力的下降就会导致整体性能下降;其次,桥梁的某些主体结构施工所使用的材料大多是以混凝土这种混合型材料为主,但是这种材料由于多种影响因素很容易出现开裂的现象,导致局部结构的内部或者表面的强度和承载能力双双下降,难以支撑大桥庞大的体量,而且这类问题如果不及时进行修复和处理,还会造成承载性能的持续下降;再次,钢筋结构由于长期受到外界影响而出现的锈蚀也会影响到承载能力;最后,由于异常原因而导致的变形,并且已经超过了工程设计和使用标准范围,那么这种变形情况就会引发整体承载性能的下降。

3桥梁承载能力检测的评定方法

3.1经验法。这种方法主要是根据现场调查资料获取桥梁存在的裂缝、挠度、桥台沉陷及水平位移等病害及缺陷,由具有丰富工程经验的专家引入不大于1.2的检算系数进行结构强度和稳定性的检算。这种方法是我国“十二五”之前主要采用的评定方法,依据为1988年交通部第二公路勘察设计院主编的《公路旧桥承载能力鉴定方法(试行)》。该方法受评定专家主观因素影响较大,检算系数评定标准难以把握,检测结果无法定量化应用,且检算方法等方面规定的过于原则,评定指标单一,可操作性差,缺乏统一的评定标准。3.2承载能力衰减时变模型法。该方法考虑混凝土强度、碳化深度、钢筋锈蚀程度等结构耐久性参数的时变模型,建立了不同损伤程度的桥梁承载能力的衰减模型,为评定旧桥的承载能力和预测桥梁的剩余寿命提供了依据。同时,该方法对于碳化深度、混凝土强度、钢筋强度以及与混凝土的粘结性能等取值范围较粗糙,且对不同地区、不同桥型结构的适用性尚有待进一步研究。3.3荷载试验方法。该方法的优点是客观、准确,能够直接得出桥梁在荷载作用下的结构校验系数,从而推断出桥梁的安全储备区间。但该方法通常规模较大,耗费时间较长,资金较大,需要较长时间封闭交通,甚至有可能对结构造成新的损伤。且其反映的是结构的短期行为,结构的极限性能、疲劳特性、耐久性检测指标等因素的作用不能通过该方法获取。3.4基于动测参数的评定法。这种方法通过测试结构在荷载、激振或脉动作用下结构产生的动态响应,如振幅、自振频率、振型等来评定结构的承载能力。动测法接近桥梁结构的实际运营状态,能够较好的反映结构在动荷载作用下的力学性能和受力状况。然而目前在动测评定法上还没有比较完善、合理、简洁的方法。也没有建立起动测特征参数与承载能力相关的计算模型。3.5基于检测结果定量化的评定法。该方法在原《公路旧桥承载能力鉴定方法(试行)》的基础上全面修订编制了《公路桥梁承载能力检测评定规程》(JTG/TJ21-2011)。相比而言,该种方法在检算系数Z1取值上同时考虑缺损状况、材质强度、自振频率的影响,对配筋混凝土桥梁亦考虑耐久性的作用而引入承载能力恶化系数及截面折减系数的影响,提高了桥梁承载能力评定的客观性和操作性,且这些系数直接来源于检测结果,具体、量化、明确、标准统一。同时,该方法亦存在明显不足:①构件的材质强度的判定,采用回弹法、超声回弹法、钻取芯样法等得到的结果往往差异较大。②考虑检算系数Z1的评定标度时,通过实测自振频率与理论计算频率的比值确定该分项标度,而由于施工原因及计算模型的几何尺寸、边界条件和实际结构的差异,自振频率的理论值往往大于实测值。③活荷载影响修正系数精确计算操作起来比较困难,且需耗费大量的人力、物力、财力进行交通流量调查与分析。④考虑耐久性影响而检测的构件强度、碳化深度、钢筋锈蚀程度、钢筋保护层厚度、氯离子含量、电阻率所选取的测区能否真实代表整个构件的情况有待商榷。⑤规程主要是针对钢筋混凝土桥梁,对钢筋混凝土组合结构,如钢管混凝土拱桥、斜拉桥、悬索桥等尚有诸多未明确的地方。3.6基于原始指纹评定法。所谓的原始指纹,其是指是在竣工后在这一关键阶段搜集整理而得到的各种施工信息材料和信息资源,它已经成为了当前检测评定工作的重要依据和参考指标,如果开展检测评定的相关工作,就会利用这些原始的信息资料对照当前的检测结论信息进行核对和检查,这种鲜明的对比检测方式可以很明确的发现问题所在,并分析桥梁的承载能力下降的真正原因所在,借此就可以判断并且断定到底是哪个部位或者可以追溯到哪一道施工程序出现了问题,这种方式可获得更为清晰的调查范围和目标,有助于及时发现安全隐患和问题。

4结束语

对桥梁承载能力的评估是桥梁加固设计应用中重要的组成部分。因此,在桥梁加固设计中,我们应该充分考虑桥梁承载能力系数的影响因素、检测评定方法等,这样才能合理的选择桥梁加固的设计方案和措施,以保证桥梁的结构安全。

参考文献

[1]孙学峰.公路桥梁承载能力评定方法探讨[J].辽宁省交通高等专科学校学报,2014,16(1):28-30.

[2]徐小林,李国芬等.对桥梁结构承载能力评定方法的思考[J].交通标准化,2011,(10).

桥梁加固范文篇10

1桥梁加固的主要技术

1.1加强薄弱构件。对病害严重的构件,采取以新材料(钢材、砼、各种纤维等)增大截面或粘贴附加材料;施加外部预应力;对裂缝采取化学灌浆封闭等进行加固。

1.2增加辅助构件。当原有构件承载力不足或遭破损时,可在原有结构上增加新的受力构件或替换原构件,如增设纵梁、横梁或拱肋等。

1.3改变结构体系。主要是利用梁的连续作用或梁板组合作用及拱梁组合作用改变结构的受力体系,增加超静定次数,改善结构的受力状况,以提高桥梁承受活载的能力。

1.4减轻恒载。减轻原桥上部构造的恒载,可以改善原桥的受力状况,提高承受活载的能力。特别是在桥梁基础承载力受到限制,不能满足加固上部构造和提高活载所增加承载力要求时,以减轻桥梁恒载的办法来提高承受活载的能力是一种经济有效的措施。

1.5加固墩、台及基础。当桥梁的缺陷和病害是因墩、台或基础问题引起时,就应该采用各种措施,阻止墩、台及基础的位移或变形,改善受力状况,提高承载力。

1.6加大截面加固。用于增加结构的稳定性、刚度、提高轴压比等,如钢架拱的构件、高层建筑物的柱等。

1.7预应力加固。提高结构的承载力和抗裂性,如体外预应力对简支或连续梁加固,对桥墩帽梁的加固,也有以对称撑杆形式对柱进行加固。

1.8外包钢加固及粘钢加固。外包钢加固主要指干式外包钢型钢,单独承载,按钢结构计算。粘钢加固是当前最常用的结构加固方法,以高抗拉抗剪强度的环氧类树脂为粘结胶,保证所粘贴的钢板或型钢参与结构共同受力,提高结构的抗弯抗剪能力,有适当措施时还可以提高结构的刚度。

2桥梁加固维修技术案例

下面以国道205线梅州境内锭子大桥加固维修施工方案为实例,总结此类问题的几点经验。

2.1桥梁概况及裂缝情况简介

锭子大桥全长108.25m,上部结构为3×30m钢筋混凝土刚架拱,桥面全宽18.7m(净-9m主车道+2×0.2m分隔带+2×3m非机动车道+2×1.5m人行道+2×0.15m栏杆),该桥原设计荷载为汽-20,挂-100。上部构造由6个钢筋混凝土拱片组成,拱片采用现浇法施工,由横系梁将6个拱肋组成整体。桥面系为预制的腋肋板上现浇桥面铺装层,在拱片外侧为预制的悬臂板。下部结构两个桥墩采用钢筋混凝土人工挖孔桩,桩基直径1.4m,采用高桩承台。两个桥台采用重力式桥台,未发现墩台沉降和变位问题。

2.2桥梁主要病害

①桥面出现多处纵横向裂缝,特别是沿桩号前进方向由于重车较多,导致裂缝更多,有的肋腋板在运营过程中已经损坏后更换。

②车辆行驶过桥时振动较大,尤其是各跨跨中振动较为明显。

③广州侧桥台上部沿下游方向有局部开裂现象。

④各跨主拱腿拱脚上缘出现多处横向裂缝。

2.3病害原因分析

①桥梁本身结构缺陷和承载力不足。刚架拱桥是一种集零散为整的结构,结构尺寸偏小和配筋不足,整体性能差和刚度较低是主要原因。

②重载车辆的过度行驶加速了结构的破坏。以上两点是本桥出现严重病害的最主要原因。

2.4加固维修方案本桥主要采用加强主拱腿及上部构造的整体性,提高桥梁强度和刚度,用环氧结构胶封闭桥梁裂缝,修补桥梁缺陷等办法进行加固。具体加固措施有以下几点。

①在主拱腿拱脚2.5m范围内上缘顶面新增钢筋混凝土现浇板,将矩形截面改造为T型截面,改善拱腿受力和加强6片拱腿横向连接。

②更换桥面,增强桥面的整体性。由于肋腋板整体性差,与拱片不能形成组合截面,降低了刚架拱桥的强度和刚度。本桥拆除全部桥面铺装及肋腋板,重新现浇钢筋混凝土桥面板,并采取有效措施,使新老混凝土结合牢固,增强刚架拱桥的整体性,提高桥梁的刚度和承载能力。

③用环氧结构胶封闭桥梁裂缝。

④修复加固桥台及桥梁中的混凝土缺陷、钢筋锈蚀等病害。

⑤更换全桥伸缩缝,增设变形缝(缩缝)。

⑥完善泄水系统。

⑦为保证行车安全、桥面上、下游设置钢筋混凝土护栏。

2.5加固维修施工方法

2.5.1主拱的加固。从主拱脚起向拱顶方向2.5m范围内均进行加固,变矩形截面为T型截面,以提高主拱的承载能力,增大其刚度和整体性,为了增强新老混凝土的连接,除采用钻孔锚筋,凿毛老混凝土,涂刷掺有丙苯乳液的水泥浆等措施外,新浇混凝土还采用微膨胀混凝土,尽量减少新老浇混凝土的收缩差,使新老浇混凝土连成整体。混凝土的灌注应从拱脚到拱顶方向对称进行,逐孔施工。为了节省支架,浇筑混凝土的支架支承在主拱脚上。为了减轻模板的自重,施工模板及支架一律采用木质结构。

2.5.2桥面板的施工。现浇桥面板应以对称均衡为原则进行,为了延长桥梁的使用寿命,桥面板不设纵缝。拱顶部分的施工支架均以实腹段为支撑,模板支撑在实腹段上,其余部分的施工支架均以弦杆为支撑。

2.5.3新老混凝土结合面的施工

①用硬毛刷或钢刷清洗老混凝土的表面,将混凝土表面的泥土、粉尘、油污及碎渣清洗干净。

②用小铁锤将混凝土表面凿毛,凿成间距3cm、深5mm的密布小坑。

③用清水冲洗,用钢刷刷洗小坑,将混凝碎渣全部清除干净。

④在老混凝土表面上涂刷一层水泥浆,其厚度为1~2mm。为了增强新老混凝土的粘结力,在配制水泥净浆时,要求加入浆液体积10%的丙苯乳液。

⑤在涂刷的水泥浆液尚未凝固时,立即浇注微膨胀混凝土,要求振捣密实,各部尺寸满足设计要求。

2.5.4混凝土缺陷及钢筋锈蚀的处理。对有缺陷的混凝土(如蜂窝、麻面、空洞、表面风化、剥落等),必须人工敲打、凿毛、用钢刷来回刷擦,清除不稳定的混凝土部分。为使混凝土表面洁净,必须用水清洗。对锈蚀钢筋,应先凿除周围损坏的混凝土,露出的钢筋,用细钢刷将锈蚀部分清除干净,再外涂阻锈剂,然后再根据情况用高标号混凝土或水泥砂浆填补。为增强新老混凝土的连接,在浇注混凝土之前,应在原混凝土表面刷上一层水泥净浆,以利新老混凝土结合牢固。